盾构机在地铁隧道接收端洞内脱壳解体技术研究.pdf

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1、轨道交通与地下工程器TrackTraffic＆UndergroundEngineering张东1．崔海涛2(1．北京建工集团有限责任公司，北京100028；2．北京市轨道交通建设管理有限公司，北京100068)摘要：随着城市地铁建设的全面展开，盾构法凭借其安全性高、施工速度快、成本低等特点成为隧道施工的主要手段。盾构施工通常受始发和接收场地限制。尤其在不具备吊装条件时盾构机接收变得尤为困难。通过理论分析、参数优化及工程应用等，对盾构机接收过程中的洞内脱壳解体技术进行了研究，提出了适用于复杂地层的暗挖接收工法和盾构

2、机隧道内拆解方法，优化了盾构留壳段衬砌及防水设计．达到了预期效果；通过工程实践验证了扩挖刀盘方案是安全、灵活、可行的，并且适用于复杂地层条件下，该方案解决了盾构机接收受场地条件限制的工程难题，对地铁施工具有指导和借鉴意义。关键词：地铁隧道；盾构机；暗挖接收；扩挖刀盘接收；洞内脱壳解体中图分类号：U455．43文献标志码：B文章编号：1009—7767(2017)02-0077—05OnDismantleTechniqueofSubwayShieldMachineatReceivingEndZhangDong，Cu

3、iHaitao随着城市规模和人口、建筑密度的不断加大，交通拥堵已经成为我国许多城市普遍存在的突出问题【l】，地铁以运量大、速度快、能耗低、乘坐舒适等优点成为解决城市交通问题的有效办法【21。在地铁建设过程中，盾构法凭借施工速度快、结构安全性高【31、对周围环境影响小【4】等优势应用越来越广泛。但是由于盾构机始发与接收过程复杂。施工过程的安全性与质量难以控制，时常出现工期不可控的现象【5】。目前，北京地铁施工中广泛采用土压平衡盾构机【6】。当受场地条件限制而无法修建盾构接收井时，如何将盾构机从始发井退出成为一个工程

4、难题。笔者结合实际工程。对盾构机暗挖接收方案进行比选分析，明确了扩挖刀盘方案在暗挖接收中的优势，并依据工程条件对扩挖刀盘方案中的盾构停机位置和扩挖段稳定性进行计算分析。在此基础上，创新性地提出了盾构机洞内解体新技术与新工艺，并在实际工程中得以验证。1工程概况北京地铁14号线是北京市轨道交通线网中一条连接东北、西南方向的“L”型骨干线。其中，北京工业大学站一南八里庄站区间隧道因穿越大量居民楼，且不具备降水和设置施工竖井的条件，采用盾构法施工。区间右线长1208．5m，左线长1182．918m，各采用1台盾构机从北京

5、工业大学站始发，原计划在南八里庄站进行接收。受地面拆迁影响，南八里庄车站暗挖施工进展缓慢，盾构机需在十里河站一南八里庄站暗挖隧道内接收。受大型市政管线、商业补偿和交通导改等诸多条件限制。在接收区域设置盾构机接收井在工期与综合费用方面难以承受，因此提出盾构机在暗挖区间端头处进行洞内接收和脱壳解体方案，将盾壳留在隧道内，其余构件在洞内解体后从北京工业大学站始发井吊出。盾构机能否在暗挖隧道内实现接收和解体，成为该工程成败的关键。2暗挖隧道盾构接收方案的优选2．1方案提出在具备接收吊装条件的盾构隧道中，盾构机通常是在掘进

6、完成后在洞外进行拆卸；在不具备接收吊装条件的盾构隧道中，盾构机需进行洞内解体拆卸，再运输至具备吊装条件的井口处。洞内接收工作室的暗挖隧道结构设计需考虑盾构机到达时的动荷载，根据结构类型，按永久荷载、可变荷载进行分类，对结构整体或构件可能出现的最不利荷载组合进行计算。结合该工程的地质条件和施工单位的技术水平提出2种暗挖隧道接收方案：2017卑第2期(3一)第35卷啼荭鼓木77器轨道交通与地下工程TrackTraffic8=UndergroundEngineering1)二衬接收方案：将暗挖接收段初衬及二衬全部施工完

7、成后，盾构机进入接收段进行解体，盾构机盾壳留在土体内．最后施工盾壳内防水及二衬结构。2)扩挖刀盘方案：盾构机掘进至接收区域后停机，采用暗挖方式扩挖出盾构刀盘，然后进行盾构洞内解体，盾构机盾壳留在土体内，最后施工盾壳内防水及二衬结构。2．2方案比较1)技术可行性。二衬接收方案因为要在盾构机到达之前做好接收洞室，等待盾构机破除支撑墙壁，所以对接收洞室内的支护和破洞端面的强度要求较高，适用于地层条件较好，洞内加固后能满足接收要求的地段，而且利用二衬工作室接收时操作空间较小、破除量大、技术难度大。扩挖刀盘方案是在盾构永久

8、停机后通过暗挖扩大接收洞室，以目前国内的暗挖技术水平，在地层条件不好的情况下也完全可以高效、安全地施工，因此该方案在施工技术方面更加灵活，适用于各种地层。2)安全风险。二衬接收方案中盾构机进洞时推力很大，容易对接收端面以及接收洞室造成破坏，利用二衬工作室接收时操作空间较小、破除量大、刀盘四周土体暴露时间较长，这些都会给施工带来较大的安全隐患，易发生涌水、涌砂或塌方事故，施